工业设计机械基础课后习题解答

1、工业设计机械基础练习编辑阮宝祥，第一章工程力学基础第一章工程力学的基本概念第二章产品和组件的静态分析第三章组件和产品的强度分析第四章组件的刚度、压杆稳定性和动态载荷问题第二章机械设计基础第六章机械零件基础第七章通用机制第八章机械传动基础，第一章工程力学的基本概念，第一，1-6刚体图1-6要使刚体保持平衡，需要施加什么力？请把这个力加入图表。如图1-37所示，假设1-7 A，b的两个分量分别以F1，F2的形式工作，F1=F2假定两个分量之间的接触面是光滑的。问：a，b两个元件可以保持平衡吗？怎么了？图1-37问题1-7图a、b两个组件不平衡。原因：a，b两个零部件接触面的力必须垂直于接触面，而不

2、是与F1，F2位于同一直线上。解决方案联合r用蓝线绘制图；平衡力用红线画画。1，1，18表示图1-38中的历史构件，并绘制它们的力。图1-38问题1-8图，解决方案930；图1-38a AB，AC是努力如下的双力组件：图1-38b曲线条BC是努力如下的历史组件：图1-38c曲线杆AC是2力组件，其努力如下：1，1，19检查图1-39中的尝试是否有误，并纠正该错误(不显示重力矢量g的负载，忽略自重)。图1-39b中的接触面是平滑面。)图1-39问题1-9在错误的力向量旁边使用“”符号，然后用红线纠正原始图片中的错误。1，1，110打印图1-40中AB杆的应力(不显示重力矢量g的杆，忽略自重)。每

3、个接触面都是平滑面。图1-40问题1-10，解释；图1-40a，图1-40b，图1-40c，图1-40d，1，1，110球的重量为g，每个接触面是平滑面。图1-41问题1-11度，解释；图1-41a，图1-41b，图1-41c，图1-41d，1、1、112表示每个接触面都是平滑面。图1-42问题1-12图，1-13固定铰链轴承约束反作用力的方向通常由外部载荷等特定条件确定，但可以在特定情况下直接确定。分析图1-43a、b和c的三幅图中的固定转轴支撑a。例如，如果可以直接确定约束反作用力的方向，而不考虑构件的自重，请尝试在图形中显示约束反作用力的方向。(提示：使用3力平衡吸收法)，图1-43问题

4、1-13度，解决方案1-42a，解决方案1-42b，解决方案1-43a，图1，1，1-14为图1，图1-44问题1-14度，图1-43b，图1-43cBC可以获得历史杆、NC的方向，并使用3个力平衡交叉定理。2.是两端拉的履历杆。分析；每个球体用绳子系在右侧，1，1，1-15重量为g的轿车上，绳子救了平滑的滑轮，一端用f力拉。如图1-45所示。请沿着滑梯设定一辆以一定速度上升的轿车，画一下小汽车的强度。(提示：表示汽车均匀运动处于平衡状态)，图1-45问题1-15图，1-16分别显示了图1-46中的梁ABC、梁CD和组合梁ABCD的总体强度。(提示：若要确定c中作用力的方向，请先分析CD梁。然

5、后梁ABC的力尝试完成图)，图1-46问题1-16度，汽车强度分析，组合梁ABCD的力，CD梁的力使用三力平衡交叉定理确定NC的方向， ABC梁的力(基于确定NC方向)，第二章产品和零部件的静态先写下每个力和x轴的锐角，然后计算力在样式(2-1)下与轴的投影。，力F1 F2 F3 F4 F5 F6和x轴之间的锐角 45 0 60 45 30力的投影FX=fcos707n-1000n 500n-500n 707n-866n力的投影f y=fsin 707n 0-866n-866n 70(解决方案1)图标x和y轴上各力的投影f1x=10 ncos 0=10n f1y=10 nsnsnsnsnsn

6、0=0 f2x=6 ncos 90=0 f2y=6 NSN 0=6n f3x=-8 ncos 45 根据每个力投影的代数和rx=FX=f1x f2x f3x f4x=-6.047n ry=fy=f1y f2y f3y f4y=5.657n，3) r的大小和方向(2-4)，连接力r的，图2-57问题2-3根据力矩定义计算为表达式(2-5)，ma(r)=ma(f1)ma(F2)=f1 2m F2(2m sin)=(10n 2m)，横木AB作为铰链吊在柱的c点上，如2-4建筑材料提升装置图2-58所示。材料重量g=5kn，杆AB与柱的角度为60时计算：1)力f的方向垂直下降时，材料升高的力值f是多少

7、？2)力f在哪个方向最劳动密集型？怎么了？此时可以提高材料的力值是多少？(图2-58问题2-4图，解法1)张力f对铰链c的力矩和g对铰链c的力矩相同时，可以举起重物。此时，MC (f)=MC (g)，即f3msin 60=5k n1 msin 60移动到f=5kn/3=1.67kn。2)拉力F 垂直于横杆时，力臂最大，节省力。此时，f 3m=5k n1 msin 60=5kn1m 0.866，移位条目为f=(5kn10.866)/3=1.44kn。1，1，2-5图2-59所示的物体由平面中的三对力作用，f1=f1=200n，F2=F2=600n，m=-1000m，寻找力对力矩。图2-59问题2

8、-5图，解析式(2-7):力矩m1=M1=F11m=200N1m=200Nm力对(F2，F2 )的力矩m2=f 20，2-6尝试将图2-60中的平面力系统简化为o点。图2-60问题2-6图，解决方案1)寻找主向量R 力值400N、100N、500N的三个力在x轴上为f1x、f2x、f3x、y轴上为f1y、f2y、f3y、f1x(0，ry =f1y f2y f3y=0-100n)300n=200n，x，y轴上的主向量R 投影，x轴上的主向量R 大小，与x轴上的主向量R ， ry 是正值，0表示可见主矢量R 正上方。1，2)主力矩mo ，mo =-400 n0.8 m-100n 2m/400 n0

9、(2m 0.6m)=260nm，主力矩为正值，逆时针方向。2-7盖重量g=20kn，如图2-60所示，寻找提升状态、角度=20、=30、杠杆AB和AC施加的张力。图2-61问题2-7是AB和BC都拉动的两个压杆，两个压杆张力FAC、FAB和重g构成了在水平x轴、垂直y轴坐标系中具有平衡方程的平面相交系统。FX=0，FACS in -fab in =0 (1)，8721；将fy=0，fac cos fab -g=0 (2)，Fac=(sin20/sin30) fab (3)指定给(3)，而不是数据(图2-62问题2-8图，解决方案1)AD对转轴a的压力FAD，密封a的吸收力平衡方程(x轴水平，y

10、轴垂直):如图3-63所示，2-9提升装置现在举起重量g=1000n的载荷，已知=30，梁AB的长度为l，不管自重如何，试验图2-63a，b的电缆BC上施加的张力和施加在铰链a上的约束反作用力。(图2-63问题2-9图，解决方案1)图2-63a中的AB是2力条，传入b的3力平衡方程(x轴水平，y轴垂直)等条： 2)图2-63b中的ab不是历史条，铰链a的约束反作用力分解为水平力FAX和垂直力FAY，并且具有平衡方程。m a(f)=0t cl sin-g0.8l=0(1)，(1)电缆BC施加的张力TBC=(6513；0.8g/sin30)=1600n (2)铰链a对AB吊杆的垂直约束fay=0.

11、2g=200n (3)铰链a对AB吊杆的水平约束(3) fax=TBC=TBC，TBC在图2-64a，b的两个不同末端支持a，b的约束反作用力。不计较梁的自重。图2-64问题2-10图，解决方案1)图2-64a的反作用力方向显示为红色，支持a，b的约束反作用力fa=FB，设置f=fa=FB，平衡方程式 m=0 fl-m=0寻找已知f=450n、q=10n/cm、m=300nm、a=50cm、梁的支撑反作用力，如lcos (2-11梁负载情况图2-65所示)。通过用红线表示每个图的支撑反作用力，然后求解梁的分离体、热平衡方程、数据来代替，可以得到结果。图2-65问题2-11图，1，1，1)对于图2-65a，ma(f)=0，(fb3a)-fa-m=0 (1)，。fy=0，f-f-fa=0 (2)表示(2):FB=f fa(3)；连接解决方案：fa=(m-2fa)/3a=()，2)对于图2-65b，-ma(f)=0，(fb2a)-fa-QA (2a 0.5a)=0 (1)，-f y=0，3)图2-65c中的；ma (f)=0，(fb3a)-(2 qaa)-(f2a)=0 (1)，-f y=0